一种电机，包括：第一部件，是定子或转子／动子，包括具有第一数目的互相隔开的磁极的第一部分；第二部件，是转子／动子或定子，包括具有第二数目的互相隔开的磁极的第二部分，第二部分的磁极布置成设置成通过与第一部分的磁极的磁相互作用，在电能和机械能之间转换，第二部分具有与第一部分基本相同的长度；和在第一部件或第二部件的磁极中的永磁铁，其中第二数目与第一数目相差１，以基本降低运动方向上的磁干扰力，其中，每个部件的磁极之间的间隙的间隙深度足够深，以基本衰减每个部件的主体和另一部件的磁极之间的磁相互作用，从而降低第一部件和第二部件之间的磁干扰力，并且其中，每个部件在与第一部件和第二部件之间的运动方向成横向并与部件的深度成横向的方向上是对称的，以基本平衡垂直于运动方向作用的磁力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电机，具体涉及具有布置成降低磁干扰力的永磁铁的电机。
技术介绍
在现有电机(包括具有永磁铁的电机)中，磁干扰力造成不期望的能量损失、电机磨损和/或平稳操作的中断。电机也称为发电机，包括线性马达、旋转马达和发电机。磁干扰力(包括力矩)包括由磁相互作用引起的力，其阻止或至少不会有助于电能和机械能之间的有效转换，因此降低电机的效率和/或平稳操作。磁干扰力可以包括对抗运动的力(例如旋转电机中的齿槽力矩)和运动部件之间(例如转子和定子之间)的吸引力，这可以对电机中的轴承产生摩擦、静摩擦和各种力。例如，电机的各部分的运动路径上可能存在磁干扰力作用以降低电机效率的具体位置，磁干扰力包括作用于与运动相反方向的对抗力。为了克服对抗力，必须给电机提供附加功率，这在启动电机时可能尤其有问题。在现有电机中，使永磁铁沿转子主体的周界非常靠近定子磁极隔开，这可能造成定子磁极和转子之间不期望的磁力。对于具有电磁铁的电机，使定子磁极非常靠近转子铁芯可能在电磁铁通电时，造成定子磁极和转子主体之间不期望的磁力。在现有电机中，在磁材料中嵌入磁铁可能降低磁效率。电动马达是通过电源控制的，并将电能转换成机械能。现有电动马达可能具有将电力提供到产生动态磁场的电力线圈的低效率的控制电路和过程，特别是在较高工作频率下尤如此。期望解决或改进与现有电机相关的一个或更多个缺点或局限性，或者至少提供一种有用的替代方式。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种电机，包括第一部件，该第一部件是定子或转子/动子，包括具有第一数目的互相隔开的磁极的第一部分；第二部件，该第二部件是转子/动子或定子，包括具有第二数目的互相隔开的磁极的第二部分，第二部分的磁极布置成通过与第一部分的磁极的磁相互作用在电能和机械能之间转换，第二部分具有与第一部分基本相同的长度；和在第一部件或第二部件的磁极中的永磁铁，其中第二数目与第一数目相差1，以基本降低运动方向上的磁干扰力， 其中每个部件的磁极之间的间隙的间隙深度足够深，以基本衰减每个部件的主体和另一部件的磁极之间的磁相互作用，从而降低第一部件和第二部件之间的磁干扰力，以及其中每个部件在与第一部件和第二部件之间的运动方向成横向以及与部件深度成横向的方向上是对称的，以基本平衡垂直于运动方向作用的磁力。在实施例中，在电机的操作过程中第二部件相对于第一部件运动，磁干扰力包括诸如齿槽力矩的力和力矩。每个部件具有软磁材料的主体，其可以被磁性附连到另一部件上的磁极(或者是永磁铁磁极，或者是电磁极)。保持一个部件的磁极与另一部件的主体之间有大的距离会降低它们之间的吸引力(因此在垂直于运动方向上产生不期望的力)。第一部件的间隙的最小深度基本等于一个部件上使用的永磁铁的一个厚度，即从磁铁极面到主体的总间隙深度是磁铁厚度的两倍。具有永磁铁的部件的间隙深度，不包括任何永磁铁(PM)的厚度，可以近似等于至少PM厚度，且优选为部件的磁极宽度的20%、10%或5%之内，或者基本等于部件的磁极宽度。每个部件的磁极可以在每个部件上基本等间距隔开，磁极之间的间隙为每个部件上磁极的磁极宽度的大约20%、10%或5%之内，或者基本等于每个部件上磁极的磁极宽度。每个部件上的磁极可以在垂直于运动方向的轴上对称布置，从而提供垂直于运动方向的直接对抗磁干扰力的相等力，因此基本抵消与运动方向垂直的力。第一部件的磁极可以包括电力线圈，第二部件的磁极可以包括永磁铁。可替代地， 第一部件的磁极可以包括永磁铁，第二部件的磁极可以包括电力线圈。永磁铁的极面在相邻的磁极上交替重复。例如，一个部件上永磁铁的极面沿着整个部件交替重复北-南-北-南-北-南。电机可以是旋转电机，其中每个部分的长度是一角度。第一部件可以是转子，第二部件可以是定子(或者反之亦然)。第一部分可以形成旋转电机的前半个第一部件，第二部分可以形成旋转电机的前半个第二部件。这可以允许径向磁干扰力降低。可替代地，电机可以是线性电机，其中每个部分的长度是一距离。第一部件可以是动子或运动件，第二部件可以是定子(或者反之亦然)。电机可以是由具有电周期的控制器驱动的马达。在一些实施例中，每个线圈在前半个电周期中通过单个开关接收来自控制器的电力。在其它实施例中，每个线圈在前半个电周期中接收来自控制器的正电力，在后半个电周期中接收负的电力。每个线圈可以通过 H桥配置的4个开关或通过半桥配置的2个开关接收电力。每个线圈可以在近似四分之一电周期中接收电力。电机可以是发电机，其通过转子或动子接收机械动力输入，每个线圈的端子可以提供电力输出。第一组线圈可以接收电力，而第二组线圈可以提供电力输出。这允许电机同时作为马达和发电机。第一部件可以是旋转发电机中的转子，或者线性发电机中的动子。电机可以包括第一电机；和第二电机，其中第一电机和第二电机在它们各自的部件上具有相同数目的磁极，并共享共同的驱动轴，并且第一电机的磁极与第二电机的磁极偏离，以降低磁干扰力。使同一轴中的转子具有偏离的磁极，可以进一步通过抵消各电机的一个上的磁干扰力为非零的位置处的磁干扰力，来降低诸如齿槽力矩的磁干扰力。电机可以是电力系统的一部分。在实施例中，与现有电机相比，电机的几何结构为许多平移(针对线性电机)或旋转(针对旋转电机)位置，提供磁干扰力的抵消或降低或平衡。磁干扰力是由电机的两个部件之间、即(在旋转电机中)定子和转子之间或者(在线性电机中)定子和动子之间的磁相互作用引起的。磁干扰力可能在电机的运动方向上(旋转电机中的正切力和力矩，例如齿槽力矩)或者直接在两个部件之间(旋转电机中的径向力)。磁干扰力的降低减小了提供电机(马达和/或发电机)运动所需的功率，因此提高了其效率和/或操作的平稳性。 附图说明下文仅通过示例，参照未按比例绘制的附图进一步描述优选实施例，图中 图1是电机的第一部件的第一部分和电机的第二部件的第二部分的示意图； 图2是包括永磁铁磁极的第一部分和包括电磁铁磁极的第二部分的示意图； 图3是包括电磁铁磁极的第一部分和包括永磁铁磁极的第二部分的示意图如是在与运动方向成横向地布置成直线的第一部件的磁极和第二部件的磁极的示意图4b是在运动方向上布置在第一部件的两个磁极中间的第二部件的磁极的示意图； 图如是第二部件的两个磁极在运动方向上与第一部件的两个磁极对称布置的示意图4d是在运动方向上布置在第二部件的两个磁极中间的第一部件的磁极的示意图； 图5是具有定子的线性电机的示意图，所述定子包括多个部分和永磁铁； 图5A是具有定子的线性电机的示意图，所述定子包括多个部分和电磁铁； 图6是具有转子和定子的旋转电机的示意图，其中定子和转子各自包括多个部分； 图7a是0度角位置的旋转电机的示意图； 图7b是18度角位置的旋转电机的示意图； 图7c是36度角位置的旋转电机的示意图； 图7d是M度角位置的旋转电机的示意图； 图8是用于电机的开关控制器的示意框图； 图9是由在低频下操作的开关控制器驱动的电机的时序图； 图10是由在高频下操作的开关控制器驱动的电动马达的时序图； 图11是用于电机的H桥控制器的示意框图； 图12是H桥控制器的H桥电路的框图13是由在低频下操作的H桥控制器驱动的电动马达的时序图； 图14是由在高频下操作的H桥控制器驱动的电动马达的时序图； 图15是半本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种电机，包括：第一部件，该第一部件是定子或转子／动子，包括具有第一数目的互相隔开的磁极的第一部分；第二部件，该第二部件是转子／动子或定子，包括具有第二数目的互相隔开的磁极的第二部分，第二部分的磁极布置成通过与所述第一部分的磁极的磁相互作用在电能和机械能之间转换，所述第二部分具有与所述第一部分基本相同的长度；和在所述第一部件或第二部件的磁极中的永磁铁，其中所述第二数目与所述第一数目相差１，以基本降低运动方向上的磁干扰力，其中每个部件的磁极之间的间隙的间隙深度足够深，以基本衰减每个部件的主体和另一部件的磁极之间的磁相互作用，从而降低所述第一部件和所述第二部件之间的磁干扰力，以及其中每个部件在与所述第一部件和所述第二部件之间的运动方向成横向并与所述部件的深度成横向的方向上是对称的，以基本平衡垂直于所述运动方向作用的磁力。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱蒂·森格钱，
申请(专利权)人：钱蒂·森格钱，
类型：发明
国别省市：AU
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